Съемный манипулятор HBR 120 от компании KLEMM Bohrtechnik помогает увеличить производительность буровых работ

Уже 27 лет компания Technical Foundations, базирующаяся в штате Виргиния, США, занимается возведением фундаментов в регионе Восточного побережья. Компания обслуживает штаты Виргиния и Каролина и имеет репутацию подрядчика, который берется за необычные проекты. Это подтверждает даже оборудование, которое компания выбирает для выполнения работ. Одним из таких проектов стал проект Роанок, для которого компании взяла в аренду у компании Equipment Corporation of America (ECA), специализирующейся на дистрибуции и обслуживании бурового оборудования, буровой станок KLEMM и манипулятор для буровых штанг.

«Компания Technical Foundations специализируется на уникальных проектах, -рассказывает инженер проекта Бутч Стоунман (Butch Stoneman). – Мы предлагаем экономичные инновационные решения и подходим ответственно с экологической точки зрения к мерам по укреплению грунта на сложных участках, где не работают традиционные подходы».

Буровые станки KLEMM не являются для компании Technical Foundations чем-то новым, но в начале проекта компания ECA направила специалиста по оборудованию KLEMM Берта Кернса (Burt Kerns), чтобы он провел обучение операторов на месте, поскольку подрядчик впервые использовал манипулятор HBR 120.

Чтобы не наносить существенного вреда окружающей среде, выбор остановили на микросваях

Компания Technical Foundations приступила к реализации проекта недалеко от города Роанок, штат Вирджиния, в январе 2021 года. Для этого проекта компания использовала буровой станок и съемный манипулятор на экскаватор от немецкой компании-производителя бурового оборудования KLEMM Bohrtechnik. Проект предусматривал бурение 230 микросвай для строительства фундамента под пристройку большого здания коммерческого назначения и под сооружение многоуровневой парковки из сборных железобетонных конструкций.

Площадь участка, на котором должны были пробурить микросваи, составляла около 0,8 гектара. Микросваи должны были усилить фундамент, возводимый на неподходящем грунте. В целом, участок представлял собой долину, засыпанную различными материалами для выравнивания поверхности.

Компания Technical Foundations начала работы с пробного бурения, чтобы определить местонахождение коренной породы. В ходе пробного бурения было обнаружено, что грунт, который использовали для засыпки, делает невозможным строительство сооружений на фундаменте с естественным основанием из-за проблемы оседания.

В качестве решения этой проблемы были рассматривали различные системы фундаментов глубокого заложения. Кроме того, компания не планировала освобождать здание на период строительства и персонал компании продолжал работать в обычном режиме. Поэтому забивные сваи были исключены в первую очередь из-за сильной вибрации, возникающей в ходе забивки свай и из-за тяжелого оборудования.

В ходе нескольких испытаний на нагрузку определили диаметр свай. Диаметр шесть дюймов был достаточным, чтобы обеспечить необходимую несущую способность свай. Сваи должны были быть сгруппированы в форме ростверка вокруг колонн здания и под некоторыми фундаментными балками.

Бурение грунта под микросваи с оборудованием KLEMM

В качестве «рабочей лошадки» для бурения грунта под микросваи компания Technical Foundations использовала буровой станок KLEMM KR 806-3G. В резерве у компании было несколько других буровых установок.

«Гораздо эффективнее использовать два буровых станка – один для бурения, а второй – для последующей заливки скважин раствором, — рассказывает Бутч Стоунман. — График был очень плотный, поэтому у нас на всякий случай была дополнительная машина, чтобы не прерывать рабочий процесс».

С помощью установки KR 806-3G были пробурены скважины под сваи на глубину от 6 до 20 метров с заглублением в коренную породу на 1,5 метра. Верхний слой насыпного грунта в основном был мягким и влажным и содержал смесь бетонных обломков, корней деревьев и различных типов почвы, которые пролежали в этом месте около 40 лет. Местный грунт под насыпным представлял собой выветрелость, под которой залегала коренная порода.

Возможность бурения с двумя буровыми головками в буровом станке KR 806-3G дает определенные преимущества, поскольку установка имеет отдельные приводы для наружной обсадной колонны и внутренней буровой штанги. Это было особенно полезно при бурении различных типов материалов и пластов.

Съемный манипулятор KLEMM позволяет увеличить производительность

В продуктовой линейке компании Bohrtechnik имеется карусельный механизм MAG 7.0, которые является идеальным приспособлением для использования с буровыми станками при возведении фундаментов глубокого заложения с анкерными растяжками или нагелями, когда обсадные трубы используются многократно. Буровая установка KR 806-3G, которую компания Technical Foundations взяла в аренду для проекта в Роаноке, не была оснащена карусельным механизмом, так как обсадные трубы для микросвай – разового использования. В этом проекте гораздо полезнее оказался съемный манипулятор на экскаватор HBR 120.

Буровая бригада бурила скважины, используя обсадные трубы и буровые штанги. Оператор установки KR 806-3G оставлял обсадные трубы в грунте, а буровые штанги извлекал. Извлеченные буровые штанги захватывали с помощью манипулятора HBR 120 и вставляли в обсадные трубы для бурения следующей скважины.

Если сравнивать с традиционным методом, который использует подрядчик, производительность увеличилась почти вдвое благодаря слаженности всех операций бурения. Чтобы поднять обсадную трубу со штангой внутри компания Technical Foundations обычно использует лебедку. Звенья обсадной колонны соединяются вручную. С помощью этого метода подрядчику удается забить от 6 до 8 микросвай в день, тогда как с манипулятором HBR 120 от компании KLEMM Bohrtechnik число микросвай, установленных за день, увеличилось до 14.

«Манипулятор удерживает обсадную трубу со штангой внутри неподвижно, чтобы мы могли подсоединить буровую головку, — объясняет Бутч Стоунман. – Оператор бурового станка может разъединить оба стыка, а затем поднять головку вверх, чтобы быстрее добавить следующую секцию».

Съемный манипулятор HBR 120 подходит для экскаваторов всех брендов. Компания Technical Foundations использовала манипулятор на экскаваторе Komatsu. Монтаж этого съемного рабочего органа несложный. Подрядчик изготовил переходник-адаптер, который позволил легко прикрепить манипулятор к рукояти экскаватора с помощью штифтов и болтов. Специальная система облегчает подсоединение гидравлических шлангов и электроники к блоку предохранителей экскаватора. Это позволяет оператору легко управлять манипулятором, в том числе поворачивать манипулятор вокруг оси, устанавливать его под углом, выполнять захват обсадных труб.

Манипулятор HBR 120 может поворачиваться вокруг своей оси на 360 градусов, но для компании Technical Foundations особенно важной была возможность повернуть секцию обсадной колонны с помощью манипулятора таким образом, чтобы она оказалась в одной плоскости с мачтой бурового станка, чтобы секции можно было легко совместить и соединить с помощью резьбового соединения.

Этот процесс требовал слаженного взаимодействия между помбуром, оператором бурового станка и оператором экскаватора. Буровой станок KLEMM оснащен системой дистанционного управления, поэтому помбур может свободно перемещаться, чтобы лучше видеть работающую установку. Чтобы помочь обоим операторам правильно выровнять секции, помбур использует жестовые сигналы.

Выход на новый уровень безопасности

Для персонала Technical Foundations, обслуживающего буровой станок, использование манипулятора KLEMM обеспечило высокий уровень безопасности работ на стройплощадке. В целом, масса 3-метровой буровой штанги и секции обсадной колонны составляет около 136 кг, и эти элементы представляют серьезную опасность, так как могут стать причиной серьезных травм.

«Используя манипулятор для обсадных труб и буровых штанг, вы уменьшаете вероятность того, что, например, секция выскользнет, упадет и поранит кого-нибудь. Также люди могут держаться подальше при сборке секций, — говорит Бутч Стоунман. – А когда вы можете полностью исключить серьезную травму или любой потенциальный контакт с человеком, это хорошо».

Возможность управлять работой бурового станка KLEMM дистанционно дополнительно повышает безопасность операций по бурению грунта под микросваи. Присутствие подземных вод позволило свести к минимуму образование пыли на проекте Роанок, однако возможность для оператора переместиться в зону с лучшей видимостью была тоже полезной.

«С пультом дистанционного управления оператор может расположиться подальше от пыли, возникающей во время бурения, и в таком месте, где он может лучше всего видеть, что происходит, — говорит Бутч Стоунман. — Чем дальше оператор может отойти от машины, тем он в большей безопасности».

Без авралов и точно в срок

По словам Бутча Стоунмана, дата открытия новых сооружений, установленная владельцем проекта Роанок, не предполагала никаких отсрочек, поэтому от компании Technical Foundations требовалось строго выдерживать график. Дополнительно усложнило ситуацию то, что заказчик попросил установить 40 дополнительных свай между датой подачи конкурсного предложения и датой начала проекта. Бригада Technical Foundations прибыла на стройплощадку проекта Роанок в январе 2021 года и завершила работы в конце февраля того же года.

Для проекта Роанок буровой станок KLEMM и манипулятор для буровых штанг были арендованы. Но после завершения проекта компания Technical Foundations приняла решение купить манипулятор KLEMM HBR 120 с учетом того, насколько с манипулятором повысился уровень безопасности работ и увеличилась производительность. Кроме того, компания увидела потенциал для будущих проектов, так как наличие манипулятора KLEMM HBR 120 позволит использовать установку KR 806-3G для работ, которые компания раньше не выполняла.

«Мы были исключительно довольны производительностью и уровнем безопасности, которые мы получили с манипулятором HBR 120 в ходе реализации проекта, — добавил в заключение Бутч Стоунман. — Мы видим множество мест, где это приспособление принесет нам пользу в будущем».

Передает Информационный портал Заполнители